diff --git a/README.md b/README.md new file mode 100644 index 0000000..f8f2c9d --- /dev/null +++ b/README.md @@ -0,0 +1,61 @@ +# Sentinel Crypt Core + +Sentinel 是一个用于数字资产继承（Digital Inheritance）的加密原型系统。它结合了 Shamir 秘密共享（SSS）、AES 对称加密和 RSA 非对称加密技术，旨在解决数字遗产的安全存储与条件触发传承问题。 + +## 核心功能 + +1. **密钥分片 (Trust Sharding)**: + * 使用 Shamir's Secret Sharing (3-of-2) 算法将用户主密钥（BIP-39 助记词）拆分为三个分片： + * **Device Share**: 存储于用户设备。 + * **Cloud Share**: 托管于 Sentinel 云端。 + * **Physical Share**: 物理传承卡，交由继承人保管。 + * 任意两个分片组合即可恢复原始密钥，单一分片无法获取任何信息。 + +2. **零知识金库 (Vault Layer)**: + * 使用从助记词派生的 AES-256 密钥对用户隐私数据进行加密。 + * 采用 AES-GCM 模式，确保数据的机密性和完整性。 + * 系统在未获得足够分片前无法解密用户数据（零知识特性）。 + +3. **系统网关 (Gateway Layer)**: + * 使用 RSA-4096 系统公钥对用户密文进行二次加密（加壳）。 + * 实现“被动验证”机制：只有在满足特定触发条件（如确认死亡或订阅失效）后，系统才使用私钥剥离外层加密，允许继承人尝试恢复。 + +## 环境依赖 + +本项目基于 Python 3 开发，依赖以下加密库： + +* `pycryptodome`: 用于 AES 加密和 PBKDF2 密钥派生。 +* `cryptography`: 用于 RSA 加密和密钥序列化。 +* `mnemonic`: 用于 BIP-39 助记词生成与处理。 + +### 安装依赖 + +```bash +pip install pycryptodome cryptography mnemonic +``` + +## 快速开始 + +运行主演示脚本，查看完整的数字遗产传承流程模拟： + +```bash +python main_demo.py +``` + +该脚本将演示以下全流程： +1. **初始化**: 生成密钥并进行 SSS 分片。 +2. **加密**: 用户加密数据，系统进行二次加壳。 +3. **触发**: 模拟系统判定触发条件，剥离外层加密。 +4. **恢复**: 演示三种不同的分片组合（如“云端+传承卡”）恢复数据的场景。 + +## 项目结构 + +* `core/`: 核心加密模块 + * `sp_trust_sharding.py`: 密钥生成与 Shamir 分片算法实现（基于有限域 $GF(2^{521}-1)$）。 + * `sp_vault_aes.py`: 用户侧 AES-256-GCM 加密金库实现。 + * `sp_gateway_rsa.py`: 系统侧 RSA-4096 加密网关实现。 +* `main_demo.py`: 全流程演示脚本。 +* `data_flow.md`: 数据流与协议设计的详细文档。 + +--- +*注意：本项目为原型验证代码（PoC），生产环境使用需进一步进行安全审计和密钥管理强化。* diff --git a/main_demo.py b/main_demo.py index e69de29..2bc0c7d 100644 --- a/main_demo.py +++ b/main_demo.py @@ -0,0 +1,122 @@ +import sys +import os + +# 确保可以导入 core 包 +sys.path.append(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))) + +from core.sp_trust_sharding import SentinelKeyEngine +from core.sp_vault_aes import SentinelVault +from core.sp_gateway_rsa import SentinelSystemProvider + +def main(): + print("=== Sentinel 协议 Demo 数据流全景演示 ===\n") + + # --------------------------------------------------------- + # 1. 密钥拆解流：身份的碎裂化 (Initialization) + # --------------------------------------------------------- + print("## 1. 密钥拆解流 (Initialization)") + key_engine = SentinelKeyEngine() + + # 1.1 生成助记词 (BIP-39) + master_words, entropy = key_engine.generate_vault_keys() + print(f" [生成] 原始助记词: {master_words}") + + # 1.2 SSS 分片 (3-of-2) + shares = key_engine.split_to_shares(entropy) + share_a = shares[0] # Device (手机) + share_b = shares[1] # Cloud (云端) + share_c = shares[2] # Physical (传承卡) + + print(f" [分片] Share A (Device) : {share_a}") + print(f" [分片] Share B (Cloud) : {share_b}") + print(f" [分片] Share C (Physical): {share_c}") + print("-" * 60) + + # --------------------------------------------------------- + # 2. 用户内层加密流：建立私密金库 (Vault Layer) + # --------------------------------------------------------- + print("\n## 2. 用户内层加密流 (Vault Layer)") + user_data = "我的瑞士银行账号是：CH123456789，密码是：Sentinel2026" + print(f" [输入] 用户隐私数据: {user_data}") + + vault = SentinelVault() + # 2.1 派生 AES 密钥 + aes_key = vault.derive_key(master_words) + # 2.2 加密数据 + ciphertext_1 = vault.encrypt_data(aes_key, user_data) + print(f" [加密] 密文 1 (AES-GCM): {ciphertext_1.hex()[:40]}... (Total len: {len(ciphertext_1)})") + print("-" * 60) + + # --------------------------------------------------------- + # 3. 系统外层加壳流：双重包封 (Gateway Layer) + # --------------------------------------------------------- + print("\n## 3. 系统外层加壳流 (Gateway Layer)") + sys_provider = SentinelSystemProvider() + + # 3.1 生成系统级 RSA 密钥 + sys_private_pem, sys_public_pem = sys_provider.generate_system_keys() + print(" [系统] 生成独立 RSA 公私钥对 (4096-bit)") + + # 3.2 使用系统公钥进行二次加密 + ciphertext_2 = sys_provider.encrypt_with_system_public(sys_public_pem, ciphertext_1) + print(f" [加密] 密文 2 (RSA-OAEP): {ciphertext_2.hex()[:40]}... (Total len: {len(ciphertext_2)})") + print("-" * 60) + + # --------------------------------------------------------- + # 4. 判定触发流：剥离系统外壳 (Trigger/Unlock Layer) + # --------------------------------------------------------- + print("\n## 4. 判定触发流 (Trigger/Unlock Layer)") + print(" [事件] 模拟判定死亡或订阅失效，系统释放私钥权限...") + + # 4.1 系统私钥解密 + try: + ciphertext_1_restored = sys_provider.decrypt_with_system_private(sys_private_pem, ciphertext_2) + print(f" [解密] 还原回 密文 1: {ciphertext_1_restored.hex()[:40]}...") + + if ciphertext_1_restored == ciphertext_1: + print(" [验证] 密文 1 完整性校验通过 (Hash Match)") + else: + print(" [错误] 密文 1 校验失败") + return + except Exception as e: + print(f" [错误] 系统解密失败: {e}") + return + print("-" * 60) + + # --------------------------------------------------------- + # 5. 多场景还原流：最终提取 (Restoration Scenarios) + # --------------------------------------------------------- + print("\n## 5. 多场景还原流 (Restoration Scenarios)") + + def run_scenario(scenario_name, share_1, share_2): + print(f"\n >>> 场景: {scenario_name}") + print(f" 使用分片: {share_1[0]} 和 {share_2[0]}") + + # 5.1 恢复助记词 + recovered_words = key_engine.recover_from_shares(share_1, share_2) + # print(f" 恢复助记词: {recovered_words}") + + # 5.2 重新派生密钥 + restored_key = vault.derive_key(recovered_words) + + # 5.3 解密数据 + decrypted_text = vault.decrypt_data(restored_key, ciphertext_1_restored) + print(f" 解密结果: {decrypted_text}") + return decrypted_text + + # 场景 1：生前正常访问 + res1 = run_scenario("生前正常访问 (Device + Cloud)", share_a, share_b) + assert res1 == user_data + + # 场景 2：死后标准传承 + res2 = run_scenario("死后标准传承 (Cloud + Physical)", share_b, share_c) + assert res2 == user_data + + # 场景 3：测试验证 + res3 = run_scenario("测试验证 (Device + Physical)", share_a, share_c) + assert res3 == user_data + + print("\n=== 演示结束: 所有流程验证通过 ===") + +if __name__ == "__main__": + main() \ No newline at end of file